(57)【要約】治療用圧縮音響波（例えば、衝撃波）を生成するための装置、コンデンサアレイ、および方法。装置および方法の少なくともいくつかでは、複数の電極が、筐体によって画定され、液体で充填されるように構成されているチャンバ内に配置されることができ、複数のコンデンサが、電極に電気的に接続されることができ、筐体によって支持される（例えば、それに物理的に結合される）ことができる。電圧パルスが、複数の電極に（例えば、液体の一部を気化させ、イオン化し始め、複数の電極間に少なくとも１つの電極間導電性経路を提供するために）、かつコンデンサに（複数のコンデンサを充電するために）同時に印加されることができる。複数のコンデンサは、閾値電荷に到達すると、複数の電極に放電するように構成されることができる。
2019523057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療用衝撃波を生成するための装置であって、前記装置は、
チャンバおよび衝撃波出口を画定する筐体と、
前記チャンバ内に配置された液体と、
前記チャンバ内に配置され、１つ以上のスパーク間隙を画定するように構成されている複数の電極と、
前記筐体によって支持され、前記複数の電極と電気連通する複数のコンデンサと、
パルス生成システムと
を備え、
前記パルス生成システムは、（ｉ）前記筐体がパルス生成システムに対して移動可能であり、（ｉｉ）前記パルス生成システムが前記複数の電極および前記複数のコンデンサと電気連通するように、前記複数の電極に結合されるように構成され、
前記パルス生成システムは、
前記液体の一部を気化させ、イオン化し、前記複数の電極間に少なくとも１つの電極間導電性経路を提供することを始めるために前記複数の電極に電圧パルスを印加することと、
前記複数のコンデンサを充電するために前記複数のコンデンサに電圧パルスを印加することと
を同時に行うように構成され、
前記複数のコンデンサは、閾値電荷に到達すると、前記複数の電極に放電し、前記１つ以上の電極間導電性経路に沿って１つ以上のアークを生成し、前記液体のさらなる部分を気化させ、１つ以上の音響衝撃波を生成するように構成されている、装置。
【請求項２】
治療用衝撃波を生成するための装置であって、前記装置は、
チャンバおよび衝撃波出口を画定する筐体であって、前記チャンバは、液体で充填されるように構成されている、筐体と、
前記チャンバ内に配置され、１つ以上のスパーク間隙を画定するように構成されている複数の電極と、
前記筐体によって支持され、前記複数の電極と電気連通する複数のコンデンサと、
パルス生成システムと
を備え、
前記パルス生成システムは、（ｉ）前記筐体がパルス生成システムに対して移動可能であり、（ｉｉ）前記パルス生成システムが前記複数の電極および前記複数のコンデンサと電気連通するように、前記複数の電極に結合されるように構成され、
前記パルス生成システムは、
前記液体の一部を気化させ、イオン化し、前記複数の電極間に少なくとも１つの電極間導電性経路を提供することを始めるために前記複数の電極に電圧パルスを印加することと、
前記複数のコンデンサを充電するために前記複数のコンデンサに電圧パルスを印加することと
を同時に行うように構成され、
前記複数のコンデンサは、閾値電荷に到達すると、前記複数の電極に放電し、前記１つ以上の電極間導電性経路に沿って１つ以上のアークを生成し、前記液体のさらなる部分を気化させ、１つ以上の音響衝撃波を生成するように構成されている、装置。
【請求項３】
治療用衝撃波を生成するための装置であって、前記装置は、
チャンバおよび衝撃波出口を画定する筐体であって、前記チャンバは、液体で充填されるように構成されている、筐体と、
前記チャンバ内に配置され、１つ以上のスパーク間隙を画定するように構成されている複数の電極と、
前記筐体によって支持され、前記複数の電極と電気連通する複数のコンデンサと
を備え、
前記複数の電極は、（ｉ）前記筐体がパルス生成システムに対して移動可能であり、（ｉｉ）前記パルス生成システムが前記複数の電極および前記複数のコンデンサと電気連通し、それによって、前記複数の電極と前記複数のコンデンサとが前記パルス生成システムから電圧パルスを同時に受け取ることが可能なように、前記パルス生成システムに結合されるように構成され、
前記複数のコンデンサは、閾値電荷に到達すると、前記複数の電極に放電するように構成されている、装置。
【請求項４】
前記複数のコンデンサの各々は、平面状である、請求項１、２、または３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記複数のコンデンサは、２ｎＨ〜２００ｎＨの全体的インダクタンスを有する回路内に配列されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記複数のコンデンサは、２〜２０組のコンデンサを備え、前記組のコンデンサは、並列に接続されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
コンデンサの各組は、５０個よりも少ないコンデンサを備えている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
コンデンサの各組は、直列における１０個以上のコンデンサを備えている、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
各コンデンサは、１００ナノファラド以下の容量を有する、請求項１、２、または３に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数のコンデンサは、複数の積層可能回路基板に結合されている、請求項１、２、または３に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数のコンデンサは、複数の円形パターンにおいて配列されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数の積層可能回路基板は、第１の積層可能回路基板と、前記第１の積層可能回路基板に結合された第２の積層可能回路基板とを備えている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数のコンデンサのうちの第１の部分は、前記第１の積層可能回路基板に結合され、前記複数のコンデンサのうちの第２の部分は、前記第２の積層可能回路基板に結合されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数のコンデンサのうちの前記第１の部分は、前記第１の積層可能回路基板の第１の側に配置され、前記複数のコンデンサのうちの前記第２の部分は、前記第２の積層可能回路基板の第２の側に配置され、前記第２の回路基板の前記第２の側は、前記第１の積層可能回路基板の前記第１の側と対向している、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の積層可能回路基板および前記第２の積層可能回路基板は、円形である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数のコンデンサのうちの前記第１の部分は、前記第１の積層可能回路基板に結合され、前記複数のコンデンサのうちの前記第２の部分は、前記第２の積層可能回路基板に結合されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数のコンデンサのうちの前記第１の部分は、円形パターンにおいて前記第１の積層可能回路基板に結合され、
前記複数のコンデンサのうちの前記第２の部分は、円形パターンにおいて前記第２の積層可能回路基板に結合されている、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
コンデンサの各組は、直列における１０個以上のコンデンサを備えている、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の積層可能回路基板は、外縁と、中心とをさらに備え、前記第２の積層可能回路基板は、外縁と、中心とをさらに備え、前記複数のコンデンサのうちの前記第１の部分は、電流を前記第１の積層可能回路基板の外縁から前記第１の積層可能回路基板の中心に向かって流動させるように構成され、前記複数のコンデンサのうちの前記第２の部分は、電流を前記第２の積層可能回路基板の外縁から前記第２の積層可能回路基板の中心に向かって流動させるように構成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の積層可能回路基板は、前記積層可能回路基板の外縁に沿って配置されたコネクタによって、前記第２の積層可能回路基板に電気的に結合されている、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記複数の積層可能回路基板は、各々、０．０２インチ〜０．２インチの厚さを有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項２２】
前記パルス生成システムは、前記パルス生成システムが電圧を前記複数の電極に印加する期間中、前記複数のコンデンサを充電するために電圧を印加することによって、電極間導電性経路を提供するように構成されている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項２３】
前記複数のコンデンサは、各々、２ｍｍ〜４ｍｍの長さおよび１ｍｍ〜３ｍｍの幅を有する、請求項１、２、または３に記載の装置。
【請求項２４】
前記複数のコンデンサは、少なくとも１００個のコンデンサを備えている、請求項１、２、または３に記載の装置。
【請求項２５】
治療用衝撃波を生成することにおける使用のためのコンデンサアレイ装置であって、前記装置は、
１つ以上の回路基板と、
前記１つ以上の回路基板に結合された複数のコンデンサと
を備え、
前記コンデンサのうちの第１の部分は、複数のコンデンサ組によって画定される第１のパターンにおいて配列され、前記複数のコンデンサのうちの第２の部分は、複数のコンデンサ組によって画定される第２のパターンにおいて配列され、各コンデンサ組は、前記コンデンサのうちの直列に接続された２つ以上のものを備え、前記第１のパターンを画定するコンデンサ組は、並列に接続され、前記第２のパターンを画定するコンデンサ組は、並列に接続され、
前記１つ以上の回路基板は、電極が、前記コンデンサと電気連通し、前記１つ以上の回路基板に対して少なくとも２自由度において固定されるように、前記電極に結合されるように構成されている、装置。
【請求項２６】
前記複数のコンデンサは、平面状である、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記複数のコンデンサは、２ｎＨ〜２００ｎＨの全体的インダクタンスを有する回路内に配列されている、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記複数のコンデンサは、２〜２０組のコンデンサを備え、前記組のコンデンサは、並列に接続されている、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
コンデンサの各組は、５０個よりも少ないコンデンサを備えている、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
コンデンサの各組は、直列における１０個以上のコンデンサを備えている、請求項２５に記載の装置。
【請求項３１】
各コンデンサは、１００ナノファラド以下の容量を有する、請求項２５に記載の装置。
【請求項３２】
前記１つ以上の回路基板は、複数の積層可能回路基板を備えている、請求項２５に記載の装置。
【請求項３３】
前記第１および第２のパターンは、円形である、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記複数の積層可能回路基板は、第１の積層可能回路基板と、前記第１の積層可能回路基板に結合された第２の積層可能回路基板とを備えている、請求項３２に記載の装置。
【請求項３５】
前記コンデンサのうちの前記第１の部分は、前記第１の積層可能回路基板に結合され、前記コンデンサのうちの前記第２の部分は、前記第２の積層可能回路基板に結合されている、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記コンデンサのうちの前記第１の部分は、前記第１の積層可能回路基板の第１の側に配置され、前記複数のコンデンサのうちの前記第２の部分は、前記第２の積層可能回路基板の第２の側に配置され、前記第２の回路基板の前記第２の側は、前記第１の積層可能回路基板の前記第１の側と対向している、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記複数のコンデンサのうちの前記第１の部分は、円形パターンにおいて前記第１の積層可能回路基板に結合され、
前記複数のコンデンサのうちの前記第２の部分は、円形パターンにおいて前記第２の積層可能回路基板に結合されている、
請求項３５に記載の装置。
【請求項３８】
コンデンサの各組は、並列に接続された１０個以上のコンデンサをさらに備えている、請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記第１の積層可能回路基板は、外縁と、中心とをさらに備え、前記第２の積層可能回路基板は、外縁と、中心とをさらに備え、前記複数のコンデンサのうちの前記第１の部分は、電流を前記第１の積層可能回路基板の外縁から前記第１の積層可能回路基板の中心に向かって流動させるように構成され、前記複数のコンデンサのうちの前記第２の部分は、電流を前記第２の積層可能回路基板の外縁から前記第２の積層可能回路基板の中心に向かって流動させるように構成されている、請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
前記第１の積層可能回路基板は、前記積層可能回路基板の外縁に沿って配置されたコネクタによって、前記第２の積層可能回路基板に電気的に結合されている、請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記複数の積層可能回路基板は、各々、０．０２インチ〜０．２インチの厚さを有する、請求項３２に記載の装置。
【請求項４２】
前記複数のコンデンサは、各々、２ｍｍ〜４ｍｍの長さおよび１ｍｍ〜３ｍｍの幅を有する、請求項２５に記載の装置。
【請求項４３】
前記複数のコンデンサは、少なくとも１００個のコンデンサを備えている、請求項２５に記載の装置。
【請求項４４】
治療用衝撃波を生成するための装置を使用して、圧縮音響波を生成する方法であって、前記方法は、
液体の一部が気化し、イオン化し始め、電極間導電性経路を提供するように、筐体によって画定され、前記液体で充填されたチャンバ内の複数の電極に電圧パルスを印加することと、
前記筐体によって支持され、前記複数の電極と電気連通する複数のコンデンサに電圧を印加し、前記複数のコンデンサを充電することと、
前記複数のコンデンサが閾値電荷に到達すると、前記複数のコンデンサを前記電極に放電し、前記確立された電極間導電性経路に沿って電極間アークを生成し、それによって、少なくとも１つの音響衝撃波を生成することと
を含む、方法。
【請求項４５】
前記複数の電極に印加される電圧パルスは、５００Ｖ〜１０，０００Ｖである、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記複数のコンデンサに印加される電圧パルスは、５００Ｖ〜１０，０００Ｖである、請求項４４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６２／３６５，０９９号（２０１６年７月２１日出願）の利益を主張し、上記出願の内容は、参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、概して、衝撃波またはショックウェーブの治療的使用に関する。より具体的には、限定ではないが、本発明は、治療用衝撃波またはショックウェーブ（治療的使用を伴う衝撃波）を生成するための装置に関し、装置は、向上した電極寿命を有する。
【背景技術】
【０００３】
音響衝撃波が、数年にわたってある治療のために使用されている。「衝撃波」または「ショックウェーブ」は、概して、圧力の突然かつ強烈な変化を生じる（例えば、爆発または雷光からもたらされる）音響現象を指すために使用される。これらの強烈な圧力変化は、空気、水、ヒト軟組織等の弾性媒体、または骨等のある固体物質を通して進行し得、および／または、そのような弾性媒体において非弾性応答を誘発し得る強いエネルギー波を生成することができる。治療的使用のための衝撃波を生成するための方法は、（１）電気水圧またはスパーク間隙（ＥＨ）、（２）電磁またはＥＭＳＥ、および（３）圧電を含む。それぞれは、その独自の一意の物理的原理に基づく。
【０００４】
（Ａ．衝撃波生成のためのデバイスおよびシステム）
本発明者のうちの１人による米国特許出願第１３／５７４，２２８号（第ＷＯ２０１１／０９１０２０号（特許文献１）として公開された第ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２１６９２号の国内段階出願）は、トランスデューサを使用して、高いパルス繰り返し数で衝撃波を生成するためのデバイスを開示している。そのデバイスは、１ＭＨｚ〜１，０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数を有する音響波を放出するように構成されている音響波発生器と、音響波発生器に結合される衝撃波筐体と、衝撃波筐体内に配置された衝撃波媒体とを含み、装置は、音響波発生器が音響波を放出する場合、音響波の少なくとも一部が、衝撃波媒体を通して進行し、衝撃波を形成するであろうように構成されている。そのデバイスは、患者内の粒子に患者の１つ以上の細胞を破裂させるように構成されている、衝撃波を形成するように作動されることができ、衝撃波は、衝撃波が粒子に細胞のうちの１つ以上の細胞を破裂させるように、患者の細胞に向けられることができる。この音響トランスデューサデバイスは、高い周波数またはパルス繰り返し数の高出力衝撃波を生成することができる。
【０００５】
加えて、本発明者による米国特許出願第１３／７９８７１２号は、チャンバおよび衝撃波出口を画定する筐体と、チャンバ内に配置された液体と、チャンバ内に配置され、１つ以上のスパーク間隙を画定するように構成されている（例えば、スパークヘッドまたはモジュール内の）複数の電極と、１０Ｈｚ〜５ＭＨｚの率で電極に電圧パルスを印加するように構成されているパルス生成システムとを備えている、１０Ｈｚ〜５ＭＨｚの率における衝撃波の電気水圧発生のための装置および方法も開示している。
【０００６】
衝撃波を生成するための他のシステムは、電気水圧（ＥＨ）波発生器を含むことができる。ＥＨシステムは、概して、他の方法と類似するレベルのエネルギーを送達することができるが、より広いエリアにわたってそのエネルギーを送達し、したがって、より短い期間にわたって、より多い量の衝撃波エネルギーを標的組織に送達するように構成され得る。ＥＨシステムは、概して、衝撃波を開始するために、電極（すなわち、スパークプラグ）を組み込む。ＥＨシステムでは、電気が封入体内に含まれた処理済み水中に浸漬される電極に印加されると、高エネルギー衝撃波が、生成される。電荷が発射されると、少量の水が、電極の先端において気化し、気化した水の急速なほぼ瞬間的拡張が、液体水を通して外向きに伝搬する衝撃波を生成する。いくつかの実施形態では、水は、楕円体封入体内に含まれる。これらの実施形態では、衝撃波は、楕円体封入体の側から跳ね返り、処理されるべきエリアの場所と一致する焦点に集中し得る。
【０００７】
例えば、米国特許第７，１８９，２０９号（第‘２０９号特許）（特許文献２）は、音響衝撃波を印加することによって、骨および筋骨格環境ならびに軟組織に関連付けられる病的状態を処置する方法を説明している。第‘２０９号特許は、衝撃波が、微小破壊を含むその中の局所的外傷および細胞アポトーシスを誘発するとともに、細胞動員等の造骨性応答を誘発し、分子の骨、軟骨、腱、筋膜、および軟組織モルフォゲンならびに成長因子の形成を促すこと、および、血管新生を誘発することを説明している。第‘２０９号特許は、その方法のいくつかの具体的実装を請求している。例えば、第‘２０９号特許は、ヒト患者において糖尿病による足潰瘍または褥瘡の部位もしくは疑わしい部位を位置特定することと、音響衝撃波を生成することと、位置特定された部位全体を通して音響衝撃波を集中させることと、微小傷害および血管新生の増加を誘発するように、位置特定された部位への処置あたり５００〜約２，５００発を上回る音響衝撃波を印加し、それによって、治癒を誘発または加速することとを含む糖尿病による足潰瘍または褥瘡を処置する方法を請求している。第‘２０９号特許は、約０．５Ｈｚ〜４Ｈｚの周波数範囲と、各処置部位に対する処置持続時間および／または不都合に大きい全ての部位に対する「処置あたりの合計時間」をもたらし得る処置部位あたり約３００〜２，５００発または約５００〜８，０００発の音響衝撃波の印加とを開示している。例えば、第‘２０９号特許は、２０分〜３時間に及ぶ、異なる例に対する処置あたりの合計時間を開示している。
【０００８】
米国特許第５，５２９，５７２号（第‘５７２号特許）（特許文献３）は、組織に対する治療効果を生成するために電気水圧で生成される衝撃波の使用の別の例を含む。第‘５７２号特許は、衝撃波源からの距離の関数として実質的に一定の強度を有する実質的に平面のコリメートされた圧縮衝撃波を該骨に受けさせることを含み、該コリメートされた衝撃波は、５０〜５００気圧の強度で骨に印加される（骨粗鬆症を処置するための）骨の密度および強度を増加させる方法を説明している。第‘５７２号特許は、骨への動的な反復荷重を生成し、平均骨密度を増加させ、それによって、骨折に対して骨を強化するための非集束衝撃波の印加を説明している。第‘５７２号特許で説明されるように、「非集束衝撃波は、好ましくは、例えば、１０ｃｍ２〜１５０ｃｍ２の面積を対象とするように、処置されるべき骨の比較的に広い表面にわたって印加される。衝撃波の強度は、５０〜５００気圧であり得る。各衝撃波は、従来の砕石器のように、数マイクロ秒の持続時間のものであり、好ましくは、各処置において５〜３０分の期間にわたって１秒あたり１〜１０発の衝撃波の頻度で印加される。処置の回数は、特定の患者に依存する。」
【０００９】
第ＵＳ  ２００４／０００６２８８号としても公開されている、米国特許出願第１０／４１５，２９３号（第‘２９３号出願）は、組織に対する治療効果を提供するためのＥＨ生成衝撃波の使用の別の実施形態を開示している。第‘２９３号出願は、血管構造から堆積物を少なくとも部分的に分離するための治療用音響衝撃波の生成のためのデバイス、システム、および方法を開示している。第‘２９３号出願は、デバイスが、１ｃｍ２あたり（処置されている血管単位の長さあたりに関して）処置部位あたり約１００〜約５，０００のいくつかのパルスを用いて、１分あたり約５０〜約５００発のパルスのパルス繰り返し数（すなわち、０．８３Ｈｚ〜８．３３Ｈｚ）で、衝撃波を生成し得ることを説明している。
【００１０】
（Ｂ．衝撃波速度）
従来技術の文献は、衝撃波を提供するためにＥＨシステムを使用する、より急速なパルス繰り返し数が、組織損傷につながり得ることを示している。例えば、ある研究（Ｄｅｌｉｕｓ，Ｊｏｒｄａｎ，＆他、１９８８）［２］では、その腎臓が３，０００発の衝撃波にさらされたイヌのグループで、正常なイヌ腎臓に対する衝撃波の影響が、検査された。グループは、それぞれ、１００Ｈｚと１Ｈｚとであった衝撃波投与率においてのみ異なった。剖検が、２４〜３０時間後に実施された。肉眼的および組織学的に、衝撃波が（１Ｈｚと対比して）１００Ｈｚの率で投与された場合、有意により多くの出血が、腎実質において起こった。結果は、腎臓損傷が衝撃波投与率に依存していることを示した。
【００１１】
別の研究（Ｍａｄｂｏｕｌｙ  ＆他、２００５）［７］では、緩慢衝撃波砕石術速度（ＳＷＬ）が、急速衝撃波砕石術速度と比較して、より少ない数の総衝撃波での有意により高い成功率に関連付けられた。この論文では、著者は、より緩慢な試験ＳＷＬ速度が使用されたとき、人体実験も、どの程度のＳＷＬ誘発性腎損傷の発生の減少、または麻酔の必要性を示したかを議論した。
【００１２】
さらに別の研究（Ｇｉｌｌｉｔｚｅｒ  ＆他、２００９）［５］において、１分あたり６０〜３０発の衝撃波に送達速度を減速することが、ブタモデルにおいて実際の脈管の完全性に対する劇的な保護効果も提供することを示す。これらの所見は、体外衝撃波砕石術の安全性および有効性を改良するための低減したパルス繰り返し数周波数の潜在的方略を支持する。
【００１３】
軟組織は、１Ｈｚ〜１０Ｈｚのパルス繰り返し数（ＰＲ）に対して、弾性から粘性挙動に遷移し得る。結果として、１Ｈｚ〜１０ＨｚのＰＲでの衝撃波からの組織への潜在的損傷は、典型的な砕石術出力レベルが使用されるとき、予測可能ではない。おそらく、結果として、従来技術は、より緩慢なＰＲ、および処置あたりの多くの合計時間（ＴＴＰＴ）を教示する。例えば、現在公知のＥＨ衝撃波システムは、概して、１０Ｈｚを下回るＰＲを送達し、処置あたりの多くの合計時間（ＴＴＰＴ）（例えば、単一の処置部位に対してさえも数分またはさらには数時間のＴＴＰＴ期間）を要求する。典型的であり得るように、処置が複数の処置部位でのデバイスの再位置付けを要求するとき、ＴＴＰＴは、大きくなり、多くの患者および処置必要性に対して潜在的に非実用的となる。
【００１４】
長い処置時間が、体外衝撃波砕石術のために許容可能であり得るが、医療設定における組織に対する非砕石術治療効果を提供するための衝撃波の使用は、非実用的ではないにしても最適とはいえない。例えば、処置のコストは、多くの場合、（例えば、処置の施行に分配される労働、設備、および他の資源のコストに起因して）処置を施行するために必要とされる時間とともに増加する。さらに、コストに加えて、ある時点で、処置を患者に提供する持続時間は、処置を受け取る患者および処置を提供する医療スタッフのために耐え難くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０９１０２０号
【特許文献２】米国特許第７，１８９，２０９号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５２９，５７２号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本開示は、向上した電極寿命を有する急速な音響パルスの電気水圧生成のための装置および方法の実施形態を含む。ある実施形態では、この向上した電極寿命は、衝撃波生成のための２段階パルス放電アプローチを利用することによって達成される。これらの実施形態によると、第１段階では、パルス生成システムは、同時に、その中に含まれる液体の一部が気化され、電極間導電性経路を提供するように、電極チャンバ内の複数の電極に電圧パルスを印加し、該電極に隣接して位置する複数のコンデンサに電圧パルスを印加し、該複数のコンデンサを充電するように構成されている。第２段階では、充電された複数のコンデンサは、電極に放電し、確立された電極間導電性経路を通して、短い電極間アークを生成し、音響衝撃波をもたらす。短い電極間アークは、電極浸食を最小化し、向上した電極寿命につながる。
【００１７】
電極の向上した寿命は、チャンバ内の電極に隣接して位置するコンデンサの急速な放電の結果である。パルス生成システムは、同時に、液体の一部が気化され、電極間導電性経路を提供するように、電極チャンバ内の複数の電極に電圧パルスを印加し、該電極に隣接して位置する複数のコンデンサに電圧パルスを印加し、該複数のコンデンサを充電するように構成されている。一実施形態では、複数のコンデンサは、並列における少なくとも１０個の平面コンデンサを備え、各コンデンサは、１００ナノファラド以下の容量を有する。一実施形態では、複数の平面コンデンサは、電極に隣接する複数の積層回路基板の上に設置され、複数の平面コンデンサは、低インダクタンスパターンにおいて各積層可能回路基板の対向する側上に設置される。電極に隣接してこれらのコンデンサを設置することは、アークが完全かつ迅速に放電することを可能にする。コンデンサが放電されると、電極間アークは、終了し、それは、電極浸食を最小化する。
【００１８】
（例えば、治療用衝撃波を生成するための）本装置のいくつかの実施形態は、チャンバおよび衝撃波出口を画定する筐体と、チャンバ内に配置された液体と、チャンバ内に配置され、１つ以上のスパーク間隙を画定するように構成されている複数の電極と、筐体によって支持され、複数の電極と電気連通する複数のコンデンサと、（ｉ）筐体がパルス生成システムに対して移動可能であり、（ｉｉ）パルス生成システムが複数の電極および複数のコンデンサと電気連通するように、複数の電極に結合されるように構成されているパルス生成システムとを備え、パルス生成システムは、（例えば、液体の一部を気化させ、イオン化し始め、複数の電極間に少なくとも１つの電極間導電性経路を提供するために）複数の電極に、かつ（複数のコンデンサを充電するために）複数のコンデンサに電圧パルスを同時に印加するように構成され、複数のコンデンサは、閾値電荷に到達すると、複数の電極に放電し、１つ以上の電極間導電性経路に沿って１つ以上のアークを生成し、液体のさらなる部分を気化させ、１つ以上の音響衝撃波を生成するように構成されている。
【００１９】
本装置のいくつかの実施形態では、パルス生成システムは、パルス生成システムが電圧を複数の電極に印加する期間中、複数のコンデンサを充電するために電圧を印加することによって、電極間導電性経路を提供するように構成されている。
【００２０】
（例えば、治療用衝撃波を生成するための）本装置のいくつかの実施形態は、チャンバおよび衝撃波出口を画定する筐体であって、チャンバは、液体で充填されるように構成されている、筐体と、チャンバ内に配置され、１つ以上のスパーク間隙を画定するように構成されている複数の電極と、筐体によって支持され、複数の電極と電気連通する複数のコンデンサと、（ｉ）筐体がパルス生成システムに対して移動可能であり、（ｉｉ）パルス生成システムが複数の電極および複数のコンデンサと電気連通するように、複数の電極に結合されるように構成されているパルス生成システムとを備え、パルス生成システムは、（例えば、液体の一部を気化させ、イオン化し始め、複数の電極間に少なくとも１つの電極間導電性経路を提供するために）複数の電極に、かつ、複数のコンデンサを充電するために複数のコンデンサに電圧パルスを同時に印加するように構成され、複数のコンデンサは、閾値電荷に到達すると、複数の電極に放電し、１つ以上の電極間導電性経路に沿って１つ以上のアークを生成し、液体のさらなる部分を気化させ、１つ以上の音響衝撃波を生成するように構成されている。
【００２１】
（例えば、治療用衝撃波を生成するための）本装置のいくつかの実施形態は、チャンバおよび衝撃波出口を画定する筐体であって、チャンバは、液体で充填されるように構成されている、筐体と、チャンバ内に配置され、１つ以上のスパーク間隙を画定するように構成されている複数の電極と、筐体によって支持され、複数の電極と電気連通する複数のコンデンサとを備え、複数の電極は、（ｉ）筐体がパルス生成システムに対して移動可能であり、（ｉｉ）パルス生成システムが複数の電極および複数のコンデンサと電気連通し、それによって、複数の電極および複数のコンデンサがパルス生成システムから電圧パルスを同時に受け取ることが可能なように、パルス生成システムに結合されるように構成され、複数のコンデンサは、閾値電荷に到達すると、複数の電極に放電するように構成されている。
【００２２】
本装置のいくつかの実施形態では、複数のコンデンサの各々は、平面状である。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、２ｎＨ〜２００ｎＨの全体的インダクタンスを有する回路内に配列される。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、２〜２０組のコンデンサを備え、組のコンデンサは、並列に接続される。いくつかの実施形態では、コンデンサの各組は、５０個よりも少ないコンデンサを備えている。いくつかの実施形態では、コンデンサの各組は、直列における１０個以上のコンデンサを備えている。
【００２３】
本装置のいくつかの実施形態では、各コンデンサは、１００ナノファラド以下の容量を有する。
【００２４】
本装置のいくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、複数の積層可能回路基板に結合される。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、複数の円形パターンにおいて配列される。いくつかの実施形態では、複数の積層可能回路基板は、第１の積層可能回路基板と、第１の積層可能回路基板に結合された第２の積層可能回路基板とを備えている。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサのうちの第１の部分は、第１の積層可能回路基板に結合され、複数のコンデンサのうちの第２の部分は、第２の積層可能回路基板に結合される。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサのうちの第１の部分は、第１の積層可能回路基板の第１の側に配置され、複数のコンデンサのうちの第２の部分は、第２の積層可能回路基板の第２の側に配置され、第２の回路基板の第２の側は、第１の積層可能回路基板の第１の側と対向している。いくつかの実施形態では、第１の積層可能回路基板および第２の積層可能回路基板は、円形である。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサのうちの第１の部分は、第１の積層可能回路基板に結合され、複数のコンデンサのうちの第２の部分は、第２の積層可能回路基板に結合される。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサのうちの第１の部分は、円形パターンにおいて第１の積層可能回路基板に結合され、複数のコンデンサのうちの第２の部分は、円形パターンにおいて第２の積層可能回路基板に結合される。いくつかの実施形態では、コンデンサの各組は、直列における１０個以上のコンデンサを備えている。いくつかの実施形態では、第１の積層可能回路基板は、外縁と、中心とをさらに備え、第２の積層可能回路基板は、外縁と、中心とをさらに備え、複数のコンデンサのうちの第１の部分は、電流を第１の積層可能回路基板の外縁から第１の積層可能回路基板の中心に向かって流動させるように構成され、複数のコンデンサのうちの第２の部分は、電流を第２の積層可能回路基板の外縁から第２の積層可能回路基板の中心に向かって流動させるように構成されている。いくつかの実施形態では、第１の積層可能回路基板は、積層可能回路基板の外縁に沿って配置されたコネクタによって、第２の積層可能回路基板に電気的に結合される。いくつかの実施形態では、複数の積層可能回路基板は、各々、０．０２インチ〜０．２インチの厚さを有する。
【００２５】
本装置のいくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、各々、２ｍｍ〜４ｍｍの長さおよび１ｍｍ〜３ｍｍの幅を有する。
【００２６】
本装置のいくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、少なくとも１００個のコンデンサを備えている。
【００２７】
（例えば、治療用衝撃波を生成することにおける使用のための）本コンデンサアレイ装置のいくつかの実施形態は、１つ以上の回路基板と、１つ以上の回路基板に結合された複数のコンデンサとを備え、コンデンサのうちの第１の部分は、複数のコンデンサ組によって画定される第１のパターンにおいて配列され、複数のコンデンサのうちの第２の部分は、複数のコンデンサ組によって画定される第２のパターンにおいて配列され、各コンデンサ組は、コンデンサのうちの直列に接続される２つ以上のものを備え、第１のパターンを画定するコンデンサ組は、並列に接続され、第２のパターンを画定するコンデンサ組は、並列に接続され、１つ以上の回路基板は、電極がコンデンサと電気連通し、１つ以上の回路基板に対して少なくとも２自由度において固定されるように電極に結合されるように構成されている。
【００２８】
本コンデンサアレイ装置のいくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、平面状である。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、２ｎＨ〜２００ｎＨの全体的インダクタンスを有する回路内に配列される。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、２〜２０組のコンデンサを備え、組のコンデンサは、並列に接続される。いくつかの実施形態では、コンデンサの各組は、５０個よりも少ないコンデンサを備えている。
【００２９】
本コンデンサアレイ装置のいくつかの実施形態では、コンデンサの各組は、直列における１０個以上のコンデンサを備えている。
【００３０】
本コンデンサアレイ装置のいくつかの実施形態では、各コンデンサは、１００ナノファラド以下の容量を有する。
【００３１】
本コンデンサアレイ装置のいくつかの実施形態では、１つ以上の回路基板は、複数の積層可能回路基板を備えている。いくつかの実施形態では、第１および第２のパターンは、円形である。いくつかの実施形態では、複数の積層可能回路基板は、第１の積層可能回路基板と、第１の積層可能回路基板に結合された第２の積層可能回路基板とを備えている。いくつかの実施形態では、コンデンサのうちの第１の部分は、第１の積層可能回路基板に結合され、コンデンサのうちの第２の部分は、第２の積層可能回路基板に結合される。いくつかの実施形態では、コンデンサのうちの第１の部分は、第１の積層可能回路基板の第１の側に配置され、複数のコンデンサのうちの第２の部分は、第２の積層可能回路基板の第２の側に配置され、第２の回路基板の第２の側は、第１の積層可能回路基板の第１の側と対向している。本コンデンサアレイ装置のいくつかの実施形態では、複数のコンデンサのうちの第１の部分は、円形パターンにおいて第１の積層可能回路基板に結合され、複数のコンデンサのうちの第２の部分は、円形パターンにおいて第２の積層可能回路基板に結合される。いくつかの実施形態では、コンデンサの各組は、並列に接続された１０個以上のコンデンサをさらに備えている。いくつかの実施形態では、第１の積層可能回路基板は、外縁と、中心とをさらに備え、第２の積層可能回路基板は、外縁と、中心とをさらに備え、複数のコンデンサのうちの第１の部分は、電流を第１の積層可能回路基板の外縁から第１の積層可能回路基板の中心に向かって流動させるように構成され、複数のコンデンサのうちの第２の部分は、電流を第２の積層可能回路基板の外縁から第２の積層可能回路基板の中心に向かって流動させるように構成されている。いくつかの実施形態では、第１の積層可能回路基板は、積層可能回路基板の外縁に沿って配置されたコネクタによって、第２の積層可能回路基板に電気的に結合される。いくつかの実施形態では、複数の積層可能回路基板は、各々、０．０２インチ〜０．２インチの厚さを有する。
【００３２】
本コンデンサアレイ装置のいくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、各々、２ｍｍ〜４ｍｍの長さおよび１ｍｍ〜３ｍｍの幅を有する。
【００３３】
本コンデンサアレイ装置のいくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、少なくとも１００個のコンデンサを備えている。
【００３４】
（例えば、治療用衝撃波を生成するための装置を使用して、圧縮音響波を生成する）本方法のいくつかの実施形態は、液体の一部が気化し、イオン化し始め、電極間導電性経路を提供するように、筐体によって画定され、液体で充填されたチャンバ内の複数の電極に電圧パルスを印加することと、筐体によって支持され、複数の電極と電気連通する複数のコンデンサに電圧を印加し、複数のコンデンサを充電することと、複数のコンデンサが閾値電荷に到達すると、複数のコンデンサを電極に放電し、確立された電極間導電性経路に沿って電極間アークを生成し、それによって、少なくとも１つの音響衝撃波を生成することとを含む。いくつかの実施形態では、複数の電極に印加される電圧パルスは、５００Ｖ〜１０，０００ボルト（Ｖ）である。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサに印加される電圧パルスは、５００Ｖ〜１０，０００Ｖである。
【００３５】
必ずしも、直接的ではなく、必ずしも、機械的にではないが、用語「結合」は、接続として定義され、「結合」される２つのアイテムは、互いに一体型であり得る。用語「ａ」および「ａｎ」は、本開示が明示的に別様に要求しない限り、１つ以上のものとして定義される。用語「略」は、当業者によって理解されるように、必ずしも、規定されるもの全体ではない（かつ規定されるものを含む、例えば、略９０度は、９０度を含み、略平行は、平行を含む）が、大部分として定義される。任意の開示される実施形態では、用語「略」、「およそ」、および「約」は、規定されるものの［あるパーセンテージ］「以内」を用いて代用され得、そのパーセンテージは、０．１、１、５、および１０パーセントを含む。開示される実施形態では、用語「隣接する」は、概して、同じ個別的なチャンバ、筐体、またはモジュール内に位置すると定義される。
【００３６】
用語「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」（ならびに「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」等の備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）の任意の形態）、「有する（ｈａｖｅ）」（ならびに「有する（ｈａｓ）」および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」等の有する（ｈａｖｅ）の任意の形態）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」（ならびに「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）および「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」等の含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）の任意の形態）、および「含む（ｃｏｎｔａｉｎ）」（ならびに「含む（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」および「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」等の含む（ｃｏｎｔａｉｎ）の任意の形態）は、非限定的連結動詞である。その結果、１つ以上の要素を「備えている」、「有する」、「含む」、もしくは「含む」システムまたは装置は、それらの１つ以上の要素を保有するが、それらの要素のみを保有することに限定されない。同様に、１つ以上のステップを「備えている」、「有する」、「含む」、もしくは「含む」方法は、それらの１つ以上のステップを保有するが、それらの１つ以上のステップのみを保有することに限定されない。
【００３７】
さらに、ある方法で構成される構造（例えば、装置の構成要素）は、少なくともその方法で構成されるが、これはまた、具体的に説明されるもの以外の他の方法で構成されることができる。
【００３８】
本システム、装置、および方法のいずれかの任意の実施形態は、説明されるステップ、要素、ならびに／または特徴のいずれかを備えている／含む／含む／有するのではなく、それから成ること、または本質的にそれから成ることができる。したがって、請求項のいずれかでは、用語「〜から成る」または「本質的に〜から成る」が、別様に非限定的連結動詞を使用するであろうものから、所与の請求項の範囲を変更するために、上に列挙される非限定的連結動詞のいずれかで代用されることができる。
【００３９】
上で説明される実施形態およびその他に関連付けられる詳細が、下記に提示される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
以下の図面は、限定ではなく、例として図示する。簡潔化および明確化のため、所与の構造の全ての特徴が、常時、その構造が現れる全ての図に標識化されるわけではない。同じ参照番号は、必ずしも、同じ構造を示すわけではない。むしろ、同一の参照番号は、同じではない参照番号であり得るような類似する特徴または類似する機能性を伴う特徴を示すために使用され得る。図は（別様に注記されない限り）縮尺通りに描かれ、描写される要素のサイズは、少なくとも図に描写される実施形態に関して互いに対して正確であることを意味する。
【００４１】
【図１】図１は、従来技術の電気水圧システムからの音響波を図示するグラフである。
【００４２】
【図２Ａ】図２Ａは、パルス生成システムの段階１、すなわち、電極間生理食塩水加熱および初期気化を描写する。
【００４３】
【図２Ｂ】図２Ｂは、パルス生成システムの段階２、すなわち、電極間蒸気イオン化を描写する。
【００４４】
【図２Ｃ】図２Ｃは、パルス生成システムの段階３、すなわち、電極間アーク形成を描写する。
【００４５】
【図２Ｄ】図２Ｄは、パルス生成システムの段階４、すなわち、電極間集中的アークを描写する。
【００４６】
【図３】図３は、本システムのいくつかの実施形態における使用、またはそれらとの使用のための電気水圧衝撃波生成システムの一実施形態の概略図を描写する。
【００４７】
【図４】図４Ａ−４Ｅは、複数のコンデンサを備えている積層可能回路基板の一実施形態の種々の図を描写する。
【００４８】
【図５−１】図５Ａ−５Ｅは、結合された積層可能回路基板の対に付着されたコンデンサアレイの第２の実施形態の種々の図を描写する。
【図５−２】図５Ａ−５Ｅは、結合された積層可能回路基板の対に付着されたコンデンサアレイの第２の実施形態の種々の図を描写する。
【００４９】
【図６】図６Ａ−６Ｄは、結合された積層可能回路基板の対に付着されたコンデンサアレイおよび結合構成要素の種々の図を描写する。
【００５０】
【図７】図７Ａ−７Ｃは、衝撃波生成チャンバ内の電極の対に結合された積層可能回路基板の対に付着されたコンデンサアレイの種々の図を描写する。
【００５１】
【図８】図８Ａおよび８Ｂは、従来技術のシステムと比較したときの本装置の一実施形態の使用からもたらされる低減した電極摩耗を描写する。
【００５２】
【図９】図９は、本装置の実施形態からの圧縮音響波および従来技術の装置からの音響波の比較を図示するグラフを描写する。
【００５３】
【図１０】図１０は、スパークヘッドまたはモジュールを有する本プローブのさらなるプロトタイプ実施形態の分解斜視図を描写する。
【００５４】
【図１１】図１１Ａおよび１１Ｂは、図１０のプローブのアセンブリの部品を描写する。
【００５５】
【図１２Ａ】図１２Ａおよび１２Ｂは、それぞれ、図１０のプローブの斜視図および側面断面図を描写する。
【図１２Ｂ】図１２Ａおよび１２Ｂは、それぞれ、図１０のプローブの斜視図および側面断面図を描写する。
【００５６】
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、図１０のプローブのスパーク間隙の拡大側面断面図を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本システムおよび装置のある実施形態は、向上した電極寿命を有しながら、高周波数衝撃波を生成するように構成されている。いくつかの実施形態では、生成されるＥＨ衝撃波は、医療および／または審美的治療用途において（例えば、患者の標的組織に向かわせるとき、および／または、送達されるときに）使用されることができる。本システムが使用され得る医療および／または審美的治療用途の例は、（１）第ＵＳ  ２０１３／００４６２０７号として公開された米国特許出願第１３／５７４，２２８号、（２）第ＵＳ  ２０１３／００１８２８７号として公開された米国特許出願第１３／５４７，９９５号、および（３）第ＵＳ  ２０１４／０２５７１４４号として公開された米国特許出願第１３／７９８，７１０号に開示されている（それらの各々は、それらの全体において本明細書に組み込まれる）。
【００５８】
一実施形態では、衝撃波の電気水圧生成のための装置は、チャンバおよび衝撃波出口を画定する筐体と、チャンバ内に配置された液体と、チャンバ内に配置され、１つ以上のスパーク間隙を画定するように構成されている複数の電極（例えば、スパークヘッドまたはモジュールにおける）と、１０Ｈｚ〜５ＭＨｚの率において電極に電圧パルスを印加するように構成されているパルス生成システムとを備えている。電圧パルスの率は、２５Ｈｚ、５０Ｈｚ、７５Ｈｚ、１００Ｈｚ、１５０Ｈｚ、２００Ｈｚ、２５０Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、６００Ｈｚ、７００Ｈｚ、８００Ｈｚ、９００Ｈｚ、１ＫＨｚ、５ＫＨｚ、１０ＫＨｚ、２５ＫＨｚ、５０ＫＨｚ、１００ＫＨｚ、２００ＫＨｚ、３００ＫＨｚ、４００ＫＨｚ、５００ＫＨｚ、６００ＫＨｚ、７００ＫＨｚ、８００ＫＨｚ、９００ＫＨｚ、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、３ＭＨｚ、および４ＭＨｚの率であり得る。
【００５９】
（Ａ．従来技術のシステム）
ここで図面を参照すると、図１は、従来技術の電気水圧システムからの典型的なパルス放電を描写し、システムは、広い周波数スペクトル音響波を生成し（典型的には、１６Ｈｚ〜３０ＭＨｚの範囲内）、それは、大きい圧縮パルス波１００と、それに続く小さい張力波とから成る。圧縮パルス波１００は、２つの部分から成る：急上昇音響フロント１０４（衝撃波フロントとも称される）、および、それに続く長い圧縮音響テール１０６。急速音響フロント１０４は、ナノ秒の時間スケールで生じる一方、長い圧縮音響テール１０６は、マイクロ秒の時間スケールで生じる。
【００６０】
そのような従来技術の電気水圧システムは、２つの電極間のパルス放電事象を生成し、パルス放電事象は、４つの段階で行われる：（１）電極間生理食塩水加熱および初期気化、（２）蒸気イオン化、（３）電極間アーク形成、および、（４）集中的アーク。
【００６１】
図２Ａは、従来技術のパルス放電事象の段階１、すなわち、電極間生理食塩水加熱および初期気化を描写する。パルスのこの段階中、チャンバ２００は、生理食塩水２０２で充填される。次に、パルス生成システムは、電圧を電極２０４、２０６に直接印加し、電極間導電性経路２０８を生成する。具体的には、電流２１０が、１つの電極２０４から別のもの２０６にバルク量の生理食塩水２０２を通して伝導される。これは、生理食塩水２０２が加熱されることをもたらし、生理食塩水２０２が加熱され、その一部が電極２０４、２０６の表面先端上に位置する初期泡核形成部位において気化されることをもたらす。生理食塩水の導電率は温度とともに増加するので、この段階中、電極電流は、生理食塩水の温度が増加するにつれて上昇する。この段階において、生理食塩水加熱および初期気化中、いかなる電極損傷も存在しない。電流は、電極２０４、２０６の表面先端にわたってほぼ均一に分配され、生理食塩水の温度は、低い（最大約１００℃）一方、全体的インピーダンスは、高い（１％生理食塩水に対して約５０Ω）。
【００６２】
図２Ｂは、従来技術のパルス放電事象の段階２を描写する：電極間蒸気イオン化、それは、図２Ａに描写されるような段階１と重複する。パルスのこの段階中、電流２１０は、主として、１つの電極２０４から別のもの２０６にバルク量の生理食塩水２０２を通して依然として伝導されている。生理食塩水２０２は、初期泡核形成部位から継続して気化し、拡張する。生理食塩水２０２が気化し、その密度が十分に低いと、電子の増加した自由経路は、それらが衝突イオン化のために十分なエネルギーを取得することを可能にし、なだれプラズマ放電２１２が、形成される。段階１のように、無視できる電極への損傷が、この段階中に生じる。イオン爆射が、スパッタリングを通して電極材料除去を引き起こし得るが、速度は、パルス放電事象の段階３および４と比較したとき、極端に低い。全体的インピーダンスは、高い（１％生理食塩水に関して約５０Ω）。
【００６３】
図２Ｃは、従来技術のパルス放電事象の段階３を描写する：電極間アーク形成。パルスのこの段階中、複数の事象が、ほぼ同時に生じる。生理食塩水蒸気プラズマ層を通した放電は、カソードおよびアノードスポットが電極の表面上に生じることをもたらす。電極材料および電子のこれらの微小な集中的ジェットは、完全なアーク２１４を形成するために必要な導電性材料を供給する。カソードおよびアノードスポットから発生するジェットは、接続し始め、段階４の集中的アークに遷移する。電極２０４、２０６を横断する正味電流は、初期アーク２１４が急速かつ完全な生理食塩水気化およびアーク拡散を引き起こすにつれて、スパイクし始める。全体的インピーダンスは、約５０Ω〜０．１Ωに降下し始める。
【００６４】
図２Ｄは、従来技術のパルス放電事象の段階４を描写する：電極間集中的アーク。集中的アークモード２１６は、非常に明るく、アノードおよびカソードを覆い、電極間隙２１８を充填するように見える。別のスポットおよびカソードスポットが、存在し、それらは、電極材料を間隙２１８の中に連続的に出射しており、それは、低インピーダンスアークのための給送材料を供給する。従来技術のパルス生成システムによって生成される集中的アークモード２１６は、アノードおよびカソードにおける深刻な浸食によって特徴付けられる［１］。低い全体的インピーダンス（約０．１Ω）に起因して、アーク電圧は、低く、電流は、高い。アノードスポットは、より少なく、より集中的である傾向にある一方、カソードスポットは、より多く、より分散されるので、アノード浸食は、典型的には、カソード浸食よりも深刻である［１］。
【００６５】
従来技術の電気水圧システムを使用する電極２０４、２０６の深刻な浸食は、それらのシステムにおける電極の寿命を限定する。電気水圧システムに対する多くの用途は、多数または急速なパルスが効果的であることを要求するので、これらの音響波を生成するための従来技術のアプローチは、電極２０４、２０６の限定された寿命の低下をもたらし、それは、頻繁な電極交換または高価で複雑な電極給送システムの使用のいずれかを要求する。限定された電極寿命に起因して、これらの要件は、電気水圧システムの商業的有用性を限定する。
【００６６】
（Ｂ．改良されたシステム、構成要素、および方法）
本装置および方法のある実施形態は、向上した電極寿命を提供しながら、衝撃波を電気水圧的に生成するように構成されている。ある実施形態は、衝撃波生成に対する２段階パルス放電アプローチを利用することによって、向上した電極寿命を達成する。いくつかの実施形態では、第１段階において、パルス生成システムは、以下を同時に行うように構成されている：（１）チャンバ内に含まれる液体の一部が気化され、電極間導電性経路を提供するように、電極チャンバ内の複数の電極に電圧パルスを印加すること、（２）複数の電極に隣接して位置する複数のコンデンサを充電するために電圧パルスを印加すること。そのような実施形態では、第２段階において、充電された複数のコンデンサは、放電し、確立された電極間導電性経路を通して短い電極間アークを生成し、音響衝撃波をもたらす。短い電極間アークは、電極浸食を最小化し、それによって、向上した電極寿命につながることができる。
【００６７】
電気水圧衝撃波生成では、高容量が、電極において所望の波形を伴う要求されるピークパルス電流を取得するために要求され得る。本実施形態のうちのいくつかでは、大型コンデンサが、電極に近接して配置され得、短い電極間アークを生成するために必要な高電圧パルスを電極に提供することが可能であり得る。しかしながら、パルス衝撃波を生成するために要求される繰り返される高い電圧および電流位相放電の使用は、大型コンデンサへの損傷を引き起こし得、それは、順に、衝撃波発生器故障につながり得る。これらの従来技術のシステムにおいて持続されるコンデンサ損傷は、コンデンサ板の圧電効果によるものであると理論化されており、それは、機械的故障につながる。この問題は、許容可能な長さの電極寿命を有する商業的に実現可能な急速パルス衝撃波発生器を生成するための能力を限定し得る。
【００６８】
本実施形態のうちのいくつかでは、電極に隣接して（例えば、電極が配置されるハンドヘルド筐体内またはその上に）（例えば、低インダクタンスパターンにおいて）配列される並列における複数の小型コンデンサが、短い電極間アークを生成するために使用されることができる。本実施形態では、電極に隣接して低インダクタンスパターンにおいて配列される並列における複数の小型コンデンサは、コンデンサへの損傷を伴わずに、急速なパルス衝撃波を生成するために要求される繰り返される急速な高い電圧および電流パルス放電を提供することが可能である。各小型コンデンサのための材料に対する圧電効果は、急速なパルス衝撃波を生成するために並列における複数の小型コンデンサ内で使用されるとき、限定される。その結果、そのような実施形態では、破滅的なコンデンサの機械的故障は、回避され、それによって、急速パルス衝撃波発生器の商業的実現可能性を改良する。
【００６９】
本実施形態のうちのいくつかでは、並列における複数の小型コンデンサは、コンデンサのために要求される面積を縮小するように、複数の積層回路基板内に設置され得る。加えて、複数の小型コンデンサを各積層可能回路基板の両側に設置することは、コンデンサのために要求される表面積のさらなる縮小だけでなく、複数のコンデンサの使用によって引き起こされるインダクタンスの低減ももたらす。
【００７０】
図３は、開示される電気水圧装置の一実施形態の代表的概略を描写する。示される実施形態では、パルス生成システム３００は、ケーブル３０４によってヘッド３０２に結合される。ヘッド３０２は、１つ以上のスパーク間隙３０８を画定するように構成されている複数の電極３０６と、複数のコンデンサ３１０とを含む（例えば、電極およびコンデンサは、筐体によって支持される）。下記に説明されるように、コンデンサは、例えば、低インダクタンスパターンにおいて構成され得る。いくつかのそのような実施形態では、ヘッド３０２の筐体または本体は、その中に複数の電極３０６が配置される筐体を画定し（例えば、各電極の一部は、チャンバの中に延びている）、複数のコンデンサ３１０は、筐体によって支持される（および／またはチャンバ３１２内に配置され得る）。チャンバ３１２は、液体で充填されるように構成されている。示される実施形態では、パルス生成システム３００は、高電圧電力供給源３１４と、コンデンサ３１６と、一次スイッチ３１８と、電流プローブ３２０と、抵抗器３２２と、インダクタ３２４と、電圧プローブ３２６とを備えている。高電圧電力供給源３１４は、例えば、３，０００ボルト（Ｖ）を供給するように構成され得る。パルス生成システム３００は、チャンバ３１２内に配置された液体の一部が気化され、電極間導電性経路を提供するように、複数の電極３０６に電圧パルスを印加するように構成されている。パルス生成システム３００は、チャンバ内の複数のコンデンサ３１０に電圧を（例えば、同時に）印加するようにも構成されている。充電されると、複数のコンデンサ３１０は、確立された電極間導電性経路内で放電し、短い電極間放電アークを生成することができる。この放電アークは、次いで、衝撃波の形成をもたらす。
【００７１】
図４Ａ−４Ｅに示されるもの等のいくつかの実施形態では、複数のコンデンサ３１０の少なくとも一部は、積層可能回路基板４００の上部側４０８および底部側４０６の両方の上に、円形低インダクタンスパターンにおいて積層可能回路基板４００に結合される。図４Ａは、積層可能回路基板４００の底部側４０６に結合される複数のコンデンサ３１０を有する積層可能回路基板４００の一実施形態の見下げ図を描写する。示される実施形態では、積層可能回路基板４００は、円形であり、外縁４０２と、中心開口４０４とを有する。中心開口４０４を包囲して、積層可能回路基板４００は、複数の追加の開口４１０と、複数のピン４１２とを有する。本実施形態では、１４個（１４）のピン４１２が、積層可能回路基板４００に結合される。他の実施形態は、中心開口４０４を包囲する５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、またはそれを上回るピン４１２を含み得る。ピン４１２は、例えば、複数の回路基板間に少なくとも一時的に電気接続を確立するように構成されているポゴピンまたは他のコネクタであり得る。加えて、示される実施形態では、積層可能回路基板４００は、その外縁４０２の周囲を走る複数の基板間コネクタ４１４を有する。コネクタ４１４は、示されるような単一の列において、または２つの列において配列され、積層可能回路基板４００を追加の回路基板と電気的に結合することを促進し得る。コネクタ４１４は、例えば、−５５℃〜１２５℃の温度の範囲にわたって動作するように構成され得る。
【００７２】
示される実施形態では、コンデンサ３１０は、低インダクタンスパターンにおいて積層可能回路基板４００に結合される。示されるように、コンデンサの低インダクタンスパターンは、コンデンサの複数の組を備え、コンデンサの各組は、複数の個々のコンデンサを備え得る。低インダクタンスパターンでは、コンデンサの組は、各組が各他の組と並列にあるように配列される。一実施形態によると、図４Ａ−４Ｅに示されるように、コンデンサの各組は、１つのコンデンサが中心開口４０４の近傍で基板４００に結合され、複数の追加のコンデンサが、それらが互いに電気連通し、中心開口４０４から離れるように外縁４０２に向かって半径方向に延びているように基板４００に結合されるように、積層可能回路基板４００に結合される。組からのコンデンサのこの部分は、それらが基板の対向する側（または図６Ａ−６Ｄに示されるように、別の基板）上に置かれたコンデンサの追加の部分と電気連通するようにさらに構成されている。コンデンサのこの追加の部分は、それらが基板４０２の縁から中心開口４０４に向かって直列に延びているように同様に構成されている。説明される実施形態によると、コンデンサの全体的構成は、各々が複数のコンデンサ全体の一部を伴うコンデンサの複数の組が、中心開口４０４から中心縁４０２に外向きに延び、基板の対向する側に（または別の基板に）進み、次いで、基板４０２の縁から中心開口４０４に向かって戻るように延びているようなものである。コンデンサ３１０は、そのように構成されていると、電流を積層可能回路基板４００の外縁４０２から中心開口４０４に向かって、または積層可能回路基板４００の中心開口４０４から外縁４０２に向かって流動させ得る。そのような構成は、コンデンサアレイ全体にわたり低減されたインダクタンスをもたらすことが示されている。例えば、いくつかのそのような実施形態では、コンデンサのある組は、電流を半径方向に内向きに流動させるように構成され、コンデンサの組のその他は、電流を半径方向に外向きに流動させるように構成され、使用中、インダクタンスを相殺するか、または別様の（例えば、弱め合う干渉を介して）傾向にある電流の「向流」をもたらす。いくつかの実施形態では、コンデンサの一部は、複数の積層可能回路基板の各々に結合され、それは、２つ、３つ、４つ、５つ、またはそれを上回る個々の基板を含み得る。複数のコンデンサの一部は、積層可能回路基板のうちのいずれかの片側または両側に結合され得る。示されるように、積層可能回路基板４００は、形状が円形であり得、外縁４０２から中心開口に向かって内向きに延びている切り込み４１６を有し得る。
【００７３】
一実施形態では、各々が１００ナノファラド（ｎＦ）以下の容量を有する並列における少なくとも１０個（１０）の平面コンデンサが、コンデンサへの損傷を伴わずに急速なパルス衝撃波を生成するために要求される繰り返される高い電圧パルス放電を提供することが可能である。他の実施形態では、最低でも１５個、２０個、２５個、３０個、３５個、４０個、４５個、または５０個の平面コンデンサが、並列において使用され得る。加えて、他の実施形態によると、各コンデンサは、９５ｎＦ、９０ｎＦ、８５ｎＦ、８０ｎＦ、７５ｎＦ、７０ｎＦ、６５ｎＦ、６０ｎＦ、５５ｎＦ、または５０ｎＦの最大容量を有し得る。一実施形態では、コンデンサは、各々、２ｍｍ〜４ｍｍの長さおよび１ｍｍ〜３ｍｍの幅を有する。
【００７４】
コンデンサがコンデンサの組において配列される実施形態では、複数のコンデンサは、２〜３０個の組のコンデンサにおいて配列され、組は、並列に接続され得る（例えば、各組内のコンデンサは、直列に接続される）。代替として、複数のコンデンサは、２、５、１０、または１５組のコンデンサを備え得る。いくつかの実施形態では、コンデンサの各組は、５０個よりも少ないコンデンサを備えているが、代替として、組あたり５個、１０個、１５個、２０個、２５個、３０個、３５個、４０個、または４５個のコンデンサを備え得る。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、少なくとも１００個のコンデンサを備えている。いくつかの実施形態では、複数のコンデンサは、２ｎＨ〜２００ｎＨの全体的インダクタンスを有する回路内に配列される。
【００７５】
図５Ａ−５Ｅは、衝撃波パルス生成装置において使用するためのコンデンサアレイを含む積層可能回路基板の本アセンブリの一実施形態の斜視図、断面図、上面図、および側面図を描写する。図５Ａは、本積層可能回路基板アセンブリの一実施形態の斜視図を描写し、図５Ｂは、アセンブリの別の斜視図を描写し、図５Ｃは、アセンブリの側面断面図を描写し、図５Ｄは、アセンブリの上面図を描写し、図５Ｅは、アセンブリの側面図を描写する。示されるように、このアセンブリでは、回路基板４００は、コネクタ４１４を介して第２の積層可能回路基板５００に結合され、したがって、回路基板４００のコンデンサ３１０は、コネクタ（４１４）を介して第２の積層可能回路基板５００に電気的に接続される。回路基板４００は、さらに中心ハブアセンブリ５０２を介して回路基板５００に機械的に結合される。本実施形態によると、回路基板５００は、中心ピンからコンデンサ３１０の最も外側の列まで低インダクタンス戻り経路を提供する。
【００７６】
図６Ａ−６Ｄは、急速治療用衝撃波生成装置および方法において使用するための本コンデンサアレイの別の実施形態の斜視図、断面図、ならびに分解斜視図を描写する。図６Ａは、コンデンサアレイの斜視図を描写し、図６Ｂは、コンデンサアレイの第２の斜視図を描写し、図６Ｃは、コンデンサアレイの断面図を描写し、図６Ｄは、コンデンサアレイの分解図を描写する。本実施形態では、複数のコンデンサ３１０は、複数の電極に隣接する第１の積層回路基板４００および第２の積層回路基板５００上に設置され、複数の小型コンデンサ３１０は、低インダクタンスパターンにおいて各積層可能回路基板４００、５００の両側に設置される。回路基板４００、５００の両方は、基板間コネクタ４１４を介して互いに電気的に結合され、中心機械的アセンブリ５０２を介して互いに機械的に結合される。
【００７７】
示される実施形態では、電極の近傍に複数のコンデンサ３１０を設置することは、アークが完全かつ迅速に放電されることを可能にする。（図３に描写される実施形態によって図示されるような）チャンバヘッド内のコンデンサ３１０が放電されると、電極間アークは、終了し、電極浸食を最小化する。
【００７８】
いくつかの実施形態では、電極の向上した寿命は、電極の近傍の複数のコンデンサ３１０の放電の結果である。低インダクタンスパターンにおいて電極の近傍に複数のコンデンサ３１０を設置することは、コンデンサ／電極設定に全体的低インダクタンスを提供する。その結果、チャンバ内の複数のコンデンサ３１０は、完全かつ迅速に放電されることが可能である。
【００７９】
示されるように、中心機械的アセンブリ５０２は、接触リング６００と、リングアダプタ６０２と、スペーサ６０４と、交換ピンソケット６０６と、中心ピン６０８と、複数のナット６１０とを備えている。リングアダプタ６０２は、第２の積層可能回路基板５００内の開口の中に挿入されるように構成されている複数の歯６１２を有し得、それによって、歯６１２は、第２の積層可能回路基板５００がリングアダプタ６０２から独立して回転することを防止する。
【００８０】
示される実施形態では、コンデンサは、電流を第２の積層可能回路基板５００の中心から、その外縁に向かって、基板間コネクタ４１４を通して、第１の積層可能回路基板４００の外縁に、そこから第１の積層可能回路基板４００の中心に流動させるように構成され得る。各積層可能回路基板４００、５００は、０．０２〜０．２インチの厚さを有し得る。代替として、基板４００、５００は、０．０３〜０．１２５インチまたは０．０４〜０．１インチの厚さを有し得る。
【００８１】
図７Ａ−７Ｃは、開示されるコンデンサアレイ結合衝撃波生成チャンバの一実施形態の断面図および側面図を描写する。図７Ａに示されるような実施形態によると、コンデンサアレイ７００は、近位電極７０２と、遠位電極７０４とを備えている複数の電極に結合される。本実施形態では、近位電極７０２および遠位電極７０４の両方は、液体で充填されるように構成されているチャンバ７０６内に配置される。少なくとも一実施形態では、チャンバ７０６は、生理食塩水で充填されるように構成されている。さらに別の実施形態では、チャンバ７０６は、生理食塩水で充填される。電極７０２、７０４は、放電場所７０８を画定するそれらの間の短い間隙を有するように構成されている。コンデンサアレイ７００は、結合された電極７０２、７０４、およびチャンバ７０６とともに、衝撃波生成に対する２段階放電アプローチを実施するように構成されている。第１段階では、パルス生成システムは、以下を同時に行うように構成されている：（１）チャンバ７０６内に含まれる液体の一部が気化され、放電場所７０８内に電極間導電性経路を提供するように、電極チャンバ７０６内の複数の電極７０２、７０４に電圧パルスを印加すること、（２）コンデンサアレイ７００内の複数の電極７０２、７０４に隣接して位置する複数のコンデンサを充電するために電圧パルスを印加すること。本実施形態によると、第２段階では、充電された複数のコンデンサは、放電し、放電場所７０８内の確立された電極間導電性経路を通して、短い電極間アークを生成し、音響衝撃波をもたらす。
【００８２】
いくつかの実施形態では、衝撃波を生成することに対する２段階パルス放電アプローチを使用することは、電極浸食を最小化する短い電極間アーク時間をもたらし、向上した電極寿命につながる。単一段階パルス放電アプローチ（例えば、パルス生成システムは、電圧パルスを電極に直接印加し、電極間導電性経路を連続的に形成し、次いで、電極間アークを生成する）を使用する電気水圧システムは、長い放電アーク時間、したがって、著しい電極浸食に悩まされる。この著しい電極浸食は、短い電極寿命を伴う電気水圧衝撃波装置につながり、保守のために必要な時間および費用を増加させる。
【００８３】
例えば、図８Ａおよび８Ｂは、開示されるシステムを実装する電極と比較される従来技術のシステムによって使用される電極を比較する写真を描写する。図８Ａは、単一段階アプローチを使用する従来技術のパルス化電力供給源を用いて起動される電極の一実施形態を描写する。対照的に、図８Ｂは、本明細書に開示される２段階パルス化生成システムの一実施形態を用いて起動される電極を描写する。図８Ａおよび８Ｂを比較することによって分かり得るように、従来技術のパルス化電力供給源を使用して起動された電極（図８Ａ）は、１００発を下回るパルス後にかなりの浸食を示した。大きいへこみは、単一段階の従来技術のシステムからもたらされる長い深刻なアーク持続時間に起因する大量電極融解を示す。従来技術のシステムを実装する電極に反して、２段階パルス生成システムを用いて起動された電極（図８Ｂ）は、６，２００発のパルス後に最小限の浸食しか実証しなかった。２段階システムを実装する電極は、従来技術のシステムを実装するものと比較したとき、１５倍の摩耗率低減を有していた。例えば、同等のパルス率において、従来技術のパルス生成システムに結合される図８Ａに描写される電極は、１分あたり約３，７５０マイクロインチの摩耗率を呈した一方、本発明的２段階パルス生成アプローチのうちの１つ（パルス生成システムおよび筐体支持コンデンサアレイを含む）に結合される図８Ｂに描写される電極は、１分あたりわずか２５０マイクロインチの摩耗率を呈した。
【００８４】
加えて、一実施形態によると、本明細書に開示される２段階アプローチを使用する衝撃波の電気水圧生成のための装置および方法は、従来技術のシステムによって生成されるそれらの波と比較したとき、「圧縮」された音響波を生成する。図９は、従来技術のシステム９００によって生成される音響波と提案される２段階アプローチ９０２によって生成される音響波との両方の経時的な圧力を図示するグラフを描写する。図９から分かり得るように、従来技術のシステムと比較して、２段階アプローチによって生成される音響波は、従来技術のアプローチのものよりも急速に上昇する音響フロント９０４を有する。より重要なこととして、長い音響テール９０６は、すでに確立された電極間導電性経路への急速なコンデンサ放電時間の結果として、有意に圧縮される。最後に、２段階アプローチは、従来技術のアプローチと比較したとき、より多くのエネルギーを音響パルスに投入し、より少ない合計エネルギーをアークに投入する。アークへのより少ない合計エネルギーは、向上した電極寿命に直接つながる。
【００８５】
さらに、図９に描写される圧縮された音響波は、組織に印加されるときに痛みがあまりなく、あまり損傷を及ぼさない。従来技術の電気水圧システムからの典型的なパルス放電は、典型的には、１６Ｈｚ〜３０ＭＨｚの範囲内の広い周波数スペクトル音響波を生成する。音響波の長い圧縮テール９０６は、より低い周波数スペクトルの音響波から成る。典型的に使用される音響圧力におけるこれらの低周波数成分は、大きいキャビテーション気泡の主要な源である。これらの大きいキャビテーション気泡は、組織内で生成されると、痛みおよび組織損傷をもたらす。短いコンデンサ放電および結果として生じる急速なアークに起因して、音響波の長い圧縮テール９０６は、圧縮される。その結果、長いテールによる大きいキャビテーション気泡は、最小化される。
【００８６】
一実施形態では、本衝撃波生成システムおよび装置は、図１０−１２Ｃに描写されるプローブを組み込む。本実施形態では、プローブ１０００は、チャンバ１００４および衝撃波出口１００６を画定する筐体１００２と、チャンバ１００４内に配置される液体と、チャンバ内に配置され、１つ以上のスパーク間隙を画定するように構成されている（例えば、スパークヘッドもしくはモジュール１００８内の）複数の電極３０６とを備え、１０Ｈｚ〜５ＭＨｚの率で電極に電圧パルスを印加するように構成されているパルス生成システム（３００）に結合されるように構成されている。
【００８７】
示される実施形態では、スパークヘッド１００８は、側壁または本体１０１０と、スパーク間隙を画定する複数の電極３０６とを含む。本実施形態では、プローブ１０００は、液体が、液体コネクタまたはポート１０１２および１０１４を介して、チャンバ１００４を通して循環されることを可能にするように構成され、示されるように、そのうちの一方は、スパークヘッド１００８に結合され、そのうちの他方は、筐体１００２に結合される。本実施形態では、筐体１００２は、示されるように、筐体１００２および筐体１０１０がチャンバ１００４を画定するように協働するように（例えば、スパークヘッド１００８および筐体１００２がチャンバを画定するように協働する相補的な放物表面を含むように）スパークヘッド１００８を受け取るように構成されている。本実施形態では、筐体１００２およびスパークヘッド１００８は、循環する水がスパーク間隙に近接近して、および／またはそれを通して流動するであろうように、液体コネクタ１０１２とチャンバ１００４との間に延び、電極３０６間のスパーク間隙と整列させられるチャネル１０１６を（例えば、スパークヘッド１００８の中心縦方向軸に沿って）含む。示される実施形態では、筐体１００２は、液体コネクタ１０１４とチャンバ１００４との間に延びているチャネル１０１８を含む。本実施形態では、筐体１０１０は、弾性ガスケットまたはＯリング１０２２を受け取り、スパークヘッド１００８と筐体１００２との間の界面をシールするように構成されている溝１０２０を含み、筐体１００２は、弾性ガスケットまたはＯリング１０２６を受け取り、キャップ部材１０２８がリング１０３０および拘束カラー１０３２によって筐体１００２に固定されると、筐体１００２とキャップ部材１０２８との間の界面をシールするように構成されている溝１０２４を含む。
【００８８】
示される実施形態では、電極３０６の各々は、平坦棒部分１０３４と、棒部分１０３４と電気連通している（例えば、それと一体である）（例えば、耐久性のためにタングステンを備えている）垂直円筒形部分１０３６とを含み、円筒形部分１０３６は、示されるように、スパークヘッド１００８における対応する開口部１０３８を通り、チャンバ１００４の中に延び得る。いくつかの実施形態では、円筒形部分１０３６の側面の一部は、例えば、部分１０３６と筐体１０１０との間の界面をシールするため等、電気絶縁および／または弾性材料（例えば、シュリンクラップ）を用いて被覆されることができる。本実施形態では、筐体１０１０は、電極３０６の棒部分１０３４を受け取るように構成されている、縦方向溝１０３８も含む。示される実施形態では、円筒形部分１０３６を内向きに押し、電極３０６の円筒形部分の間のスパーク間隙を調節するように、止めねじ１０４０が引き締められ得るように、筐体１００２は、スパークヘッド１００８が筐体１０００内に配置されると、電極３０６の円筒形部分１０３６と整列するように位置付けられる止めねじ１０４０を含む。いくつかの実施形態では、スパークヘッド１００８は、筐体１００２に恒久的に接着されるが、しかしながら、他の実施形態では、スパークヘッド１００８は、例えば、個々に、または新しいもしくは交換用スパークヘッド１００８の一部として、電極３０６の交換を可能にするため等、筐体１００２から取り外し可能であり得る。
【００８９】
上記の明細書および例は、構造および例示的実施形態の使用の説明を提供する。ある実施形態が、ある程度具体的に、または１つ以上の個々の実施形態を参照して、上で説明されたが、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、開示される実施形態に多数の改変を成し得る。したがって、本デバイスの種々の例証的実施形態は、開示される特定の形態に限定されるように意図されない。むしろ、それらは、請求項の範囲内の全ての修正および代替を含み、示されるもの以外の実施形態は、描写される実施形態の特徴のうちのいくつかまたは全てを含み得る。例えば、構成要素は、一体構造として組み合わせられ得る。さらに、適切な場合、説明される例のうちのいずれかの側面は、匹敵する、または異なる性質を伴い、同一または異なる問題に対処する、さらなる例を形成するように、説明される他の例のうちのいずれかの側面と組み合わせられ得る。同様に、上で説明される利益および利点は、１つの実施形態に関連し得る、またはいくつかの実施形態に関連し得る。
【００９０】
請求項は、そのような限定が、それぞれ、語句「〜のための手段」または「〜のためのステップ」を使用して、所与の請求項に明示的に列挙されない限り、手段プラスまたはステッププラス機能の限定を含むように意図されず、そのように解釈されるべきではない。
【００９１】
（参考文献）
以下の参考文献は、それらが本明細書に記載されるものを補足する例示的手順詳細または他の詳細を提供する範囲において、参照することによって本明細書に具体的に組み込まれる。
［１］Ｒａｙｍｏｎｄ  Ｌ．Ｂｏｘｍａｎ，Ｐｈｉｌｉｐ  Ｊ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｄａｖｉｄ  Ｓａｎｄｅｒｓ（１９９５）．Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ａｒｃ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｐａｒｋ  Ｒｉｄｇｅ，ＮＪ：Ｎｏｙｅｓ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐｐ．３１６−３１９
［２］Ｖ．Ｙａ．Ｕｓｈａｋｏｖ、他、（２００７）．Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＮＹ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ
［３］Ｓｃｈｍｉｔｚ  Ｃ、他、Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ  ｃｈｒｏｎｉｃ  ｐｌａｎｔａｒ  ｆａｓｃｉｏｐａｔｈｙ  ｗｉｔｈ  ｅｘｔｒａｃｏｒｐｏｒｅａｌ  ｓｈｏｃｋ  ｗａｖｅｓ（ｒｅｖｉｅｗ）．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｔｈｏｐａｅｄｉｃ  Ｓｕｒｇｅｒｙ  ａｎｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ２０１３  ８：３１
［４］Ｌ．Ｃａｍｉｌｌｉによる「Ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｆｕｅｌ  ｉｇｎｉｔｅｒ」と題された米国特許第８，６７２，７２１号
［５］Ｗ．Ｅｉｎａｒｓ、他による「Ｐｒｅｐａｒｉｎｇ  ａ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｈｏｃｋ  ｗａｖｅｓ」と題された米国特許第５，２４５，９８８号
［６］Ｍ．Ｚｉｎｎによる「Ｓｈｏｒｔ  ｐｕｌｓｅ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ」と題された米国特許第４，００５，３１４号
［７］Ｇ．Ｈｅｉｎｅ、他による「Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｆｏｒ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  ａｎ  ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ」と題されたドイツ特許第ＤＥ  ３１５０４３０  ＣＩ号
［８］Ｂ．Ｒ．Ｄｏｎｏｇｈｕｅ、他による「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｃｒｕｓｈｉｎｇ」と題された米国特許第３，６０４，６４１号
【図１】
2019523057.tif 000003
【図２Ａ】
2019523057.tif 000004
【図２Ｂ】
2019523057.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
2019523057.tif 000013
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
2019523057.tif 000019
【図６Ｂ】
2019523057.tif 000020
【図６Ｃ】
2019523057.tif 000021
【図６Ｄ】
2019523057.tif 000022
【図７】
2019523057.tif 000023
【図８Ａ】
2019523057.tif 000024
【図８Ｂ】
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【図９】
2019523057.tif 000026
【図１０】
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【図１１Ａ】
2019523057.tif 000028
【図１１Ｂ】
2019523057.tif 000029
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【国際調査報告】
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